空调系统的分析及控制措施

　　蒸发冷却式空调系统在我国西北地区应用较广，本文分析了蒸发式高温型冷水机组和空气源热泵的组合应用，以及空调系统的分析及控制措施。

　　《制冷与空调》(月刊)创刊于1990年，由科学技术部主管，中国制冷空调工业协会、中国科学技术交流中心联合主办的专业性期刊，宗旨和任务：加强行业管理，密切政府、行业、企业联系，融信息、技术、管理为一体，促进科技成果转化，推动制冷空调行业技术进步与发展。

　　一、引言

　　蒸发冷却式空调系统是目前在我国西北地区广泛应用的一种低能耗的空调系统，本文以甘肃省酒泉市办公楼工程为例，在确定设计方案的阶段，对蒸发式高温型冷水机组、空气源热泵组合的复合式系统和直接采用干空气能间接蒸发冷水机组提供冷水的两种蒸发冷却式空调系统的讨论和分析，并着重介绍了前者在实际运行中的控制问题等。

　　二、工程介绍

　　本工程地下一层，地上三层，主要功能为开敞式办公及会议室。办公楼建筑高度为18.6米，总建筑面积约为15000平方米。酒泉市夏季空调室外干球温度为30℃，湿球温度为19.1℃;室内设计干球温度为26℃，相对湿度为60%。由于当地干湿球温度相差较大，空气较干燥，本工程考虑采用蒸发冷却式空调系统。

　　三、蒸发冷却空调系统的分析比较

　　蒸发冷却式空调系统主要是利用干燥空气中水蒸汽分压力较小来使水制冷剂蒸发吸热达到降温的效果的，在运行过程中，仅需要为风机和水泵提供动力，因此，与传统的空调系统相比较，蒸发冷却系统的节能效果很明显，是一项应用前景较好的技术。蒸发冷却式空调系统有很多种形式，根据酒泉市当地的气候条件和本工程的具体情况，在方案设计阶段，我们重点分析和比较以下两种方案，并分别说明两种蒸发冷空调系统的特点。

　　方案一：冷源采用蒸发式冷水机组和空气源热泵的复合式冷源，末端采用干式风机盘管和蒸发冷却新风机组。此方案中各房间可以独立的调节室温，满足不同的需求。在夏季运行过程中，干式风机盘管仅承担室内的显热负荷，风盘所需的高温冷水由蒸发冷水机组和热泵共同提供并恒定在18℃;新风机组承担新风负荷和室内的潜热负荷，新风机组所需的低温冷水由热泵提供，高温冷水则由通过风盘的冷水升温后的高温水提供，最终回到蒸发冷水机组中降温处理。

　　由于此方案中末端的风机盘管均在干工况下运行，不会产生冷凝水，既节省了冷凝水系统的初投资也避免了空调系统潮湿环境中滋生细菌的问题;空调系统中的高温冷水温度控制在18℃即可，与传统的空调系统相比，降低了很大一部分运行能耗。这种方案有效的改善了室内空气的品质，又充分的利用了自然冷源实现了“免费供冷”，节约了能源。

　　方案二：冷源采用干空气能间接蒸发冷水机组提供，供回水温度为14/19℃，末端采用多级蒸发制冷空调机组，空调机组承担新风负荷和室内全部的热湿负荷。空调机组设置混风段，夏季采用最小新风比，过渡季节可加大新风比或者采用全新风运行，类似于传统空调的全空气一次回风系统。此方案采用集中式空调系统，每个房间虽不能单独控制，但考虑到楼层使用功能大多为开敞式办公和会议室等房间，分房间调节温度的可能性不大，因此也能适应本工程的需要。

　　两种方案相比较，方案一室内温湿度独立控制，系统灵活;方案二虽风管尺寸较大，但取消了末端的风机盘管及供回水管道，减少了后期维修的工作量，且系统控制简单，运行较为可靠。综上，两种系统各有利弊，根据本工程的具体情况和业主对空调系统初投资等因素考虑，本工程还是采用了方案二的系统。

　　四、蒸发冷却空调系统的控制

　　蒸发冷却空调系统受室外气象条件和室内余热余湿量变化等因素的影响很大，因此，控制时应根据室内外参数的变化实时对系统进行调节，保证空调系统能够满足使用要求。上述两种蒸发冷却系统，由于方案二采用集中控制，相对来说较为简单，下文主要针对方案一的控制进行说明。

　　方案一中蒸发冷却空调系统主要由蒸发式高温冷水机组、风冷热泵机组、蒸发冷却新风机组和干工况的风机盘管组成，冷源主要由蒸发式冷水机和风冷热泵联合提供。该系统中干式风机盘管可以由各个房间的人员根据自身情况自由控制，实现对温度的自由调整。

　　蒸发冷却新风机组在夏季主要开启高温表冷段、低温表冷段和送风机段。机组主要控制送风温度和风机的运行状态等。送风温度采集信号后输入PLC AI通道，PLC通过送风温度设定值和过程值偏差比较，自动调节新风机组的低温变冷器和高温表冷器的电动调节阀的开度;送风机的工作状态采用压差开关监测，风机事故报警采用继电器常开触点作为信号，接到PLC当中。

　　空调系统高温冷水温度控制类似与冷却塔的控制，蒸发式冷水机组风机通过编程控制器和变频器共同控制风机的转速，把高温水出水温度控制在24℃;低温冷水则有风冷热泵提供的7℃的冷水和蒸发式冷水机组提供的24℃的水混合后行程18℃的水，一部分送往干式风盘，另一部分送往蒸发冷却新风机组的低温表冷器。

　　五、可编程控制器(PLC)的应用

　　蒸发冷却空调系统PLC的配置要综合考虑系统的模拟出入量以及开关初入量以及连锁、风机组动力等综合因素进行选择，要保证系统的集成输入和扩展模块就能完全满足需求，同时在内置模拟量以及数据记录、诊断以及配方等方面具有综合应用优势，实现对蒸发冷却式空调运行系统的精确控制。

　　PLC的通信方面，要设置好上传和下传设备的数据采集定值，选用适合系统的单主站网络，调置好主站设备和从站设备，并且对互相之间的通信响应进行实验和监测，确保共享连接的准确完成和通讯上的毫无障碍。

　　蒸发冷却式空调系统在我国西北部地区已经很广泛的用于实际的工程设计当中，与此同时，系统的能耗也开始备受人们的关注，合理的设计和稳定的控制不单单是为了减少能耗，而最重要的是保证系统运行的稳定和可靠。我们要把握好各个机组与系统之间的关系，谨慎调控，确保空调系统的优质、高效运行，同时还要在实际工作重视善于总结和发现问题，更好的提升控制系统的性能，以提升其应用价值。

　　【参考文献】：

　　[1]熊理,黄翔,强天伟.基于蒸发冷却空调智能化空调系统自动控制方案的探讨[J].制冷空调与电力机械,2008(6):47-50.

　　[2]黄翔,强天伟,熊理.组合式蒸发冷却空调机组自控设计[J].暖通空调,2010,40(9):127-130.

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